Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/41262
Title: Análise da eficiência energética da Central Termoelétrica do Pico
Other Titles: Analysis of the energy efficiency of Pico Thermoelectric Power Plant
Author: Jorge, Inês de Maria Santos Silva Moniz
Advisor: Silva, Fernando Neto da
Keywords: Eficiência
Termoelétrica
Produção
Eletricidade
Melhorias
Defense Date: 3-Jul-2023
Abstract: Neste documento é realizada uma análise da eficiência energética da Central Termoelétrica do Pico e são apresentadas propostas que poderão permitir a sua melhoria. A eficiência energética é a capacidade de se utilizar a energia de forma mais racional e eficiente, procurando reduzir o consumo de energia e maximizar a sua utilização. No caso de uma Central Termoelétrica pode ser definida como a capacidade de a instalação converter a energia proveniente dos combustíveis em energia elétrica de forma mais eficiente, minimizando as perdas e desperdícios de energia. Após uma análise sobre o papel da empresa EDA - Electricidade dos Açores, S.A. nos Açores, sobre a produção e consumo de eletricidade no arquipélago, e na ilha do Pico em particular, e após a documentação do funcionamento de grupos geradores Diesel, procedeu-se a uma pesquisa sobre possíveis soluções de melhoria a implementar nestes contextos produtivos. De seguida caracterizou-se a Central Termoelétrica do Pico, em termos de processo produtivo e de componentes, tendo sido realizadas várias análises, maioritariamente referentes ao ano de 2022, relativas a consumos de combustíveis e de eletricidade, a paragens previstas e imprevistas e aos níveis de fiabilidade e de disponibilidade de cada grupo gerador. De modo a considerar a evolução temporal da Central foram realizados estudos comparativos entre valores do consumo específico de combustível nos anos de entrada em funcionamento dos grupos e no ano de 2022, sendo estes analisados em duas unidades de medição distintas, tendo-se concluído que praticamente em todos os grupos os consumos específicos aumentaram em relação aos valores iniciais. Foi ainda analisado o fator de carga e o rendimento de cada grupo em 2022, tendo-se constatado que apenas o Grupo 4 opera, em média, com um fator de carga (75,88%) no intervalo considerado ideal, sendo também este o grupo gerador com maior rendimento da Central (41,23%). Para a realização dos estudos mencionados foram definidos os fatores de conversão de energia e os custos associados a cada fonte de energia. Com base nos resultados obtidos, em observações realizadas e após brainstormings foram definidas propostas de melhoria a estudar, de modo a avaliar a viabilidade técnico-económica das mesmas. Foram propostas medidas que permitem melhorias no funcionamento de equipamentos auxiliares, no sistema de pré-aquecimento da água de refrigeração do Grupo 4 e ainda a instalação de sistemas de armazenamento de energia (BESS). Para as medidas referentes aos equipamentos auxiliares e ao pré-aquecimento da água é apresentado o payback, sendo este, para a primeira medida, de 1 ano e, no máximo, para a segunda medida de 6 anos, sendo ainda para ambos analisada a taxa interna de retorno dos investimentos. Para a instalação de baterias realizou-se uma análise diferente, sendo verificada a viabilidade de antecipação deste investimento, em relação à data prevista pela EDA para a sua realização. Em conclusão, os objetivos propostos foram atingidos, tendo sido obtida a caracterização da Central, da sua eficiência e de possíveis propostas de melhoria. São ainda elencadas possíveis análises, trabalhos e estudos futuros a realizar na instalação, sendo para alguns deles fornecidos pontos de partida, que se julgam os adequados à correta continuação do trabalho.
In this document an analysis of the energy efficiency of Pico Thermoelectric Power Plant is carried out and proposals are presented that may allow its improvement. Energy efficiency is the ability to use energy in a more rational and efficient way, seeking to reduce energy consumption and maximize its use. In the case of a Thermoelectric Power Plant it can be defined as the facility’s ability to convert energy from fuels into electrical energy more efficiently, minimizing energy losses and waste. After an analysis about the role of the company EDA - Electricidade dos Açores, S.A. in the Azores, about the production and consumption of electricity in the archipelago, and in Pico island in particular, and after documenting the operation of Diesel generator sets, a research about possible improvement solutions to be implemented in these productive contexts was carried out. Pico Thermoelectric Power Plant was then characterized, in terms of production process and components, and several analyses were performed, regarding fuel and electricity consumption, planned and unscheduled downtime and the reliability and availability levels of each generator set. In order to consider the evolution over time of the power plant, comparative studies were carried out between specific fuel consumption values in the years when the generating sets went into commission and in the year 2022, which were analyzed in two different measurement units. The load factor and the efficiency of each generating set in 2022 were also analyzed, and it was concluded that only generating set 4 operates, on average, with a load factor (75,88%) in the range considered ideal, which is also the generating set with the highest efficiency at Pico Thermoelectric Power Plant (41,23%). In order to carry out the mentioned studies, the energy conversion factors and the costs associated with each energy source were defined. Based on the results obtained, on observations made and after brainstorming, improvement proposals to be studied were defined, in order to assess their technical and economic viability. Measures were proposed to allow improvements in the operation of auxiliary equipment, in the heating system of the cooling water of generating set 4 and also the installation of battery energy storage systems (BESS). For the measures referring to auxiliary equipment and water pre-heating the payback is presented, being this, for the first measure, 1 year and, at maximum, for the second measure 6 years,being also analyzed the internal rate of return of the investments. For the installation of batteries a different analysis was carried out, being verified the viability of anticipating this investment, in relation to the date planned by EDA for its realization. In conclusion, the proposed objectives were achieved, having obtained the characterization of the plant, its efficiency and possible improvement proposals. Possible analyses, future work and studies to be carried out on the installation are also listed, with starting points being provided for some of them, which are considered adequate for the correct continuation of the work.
URI: http://hdl.handle.net/10773/41262
Appears in Collections:UA - Dissertações de mestrado
DEM - Dissertações de mestrado

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